even when it has an energy input that should be making it hotter?

暑くなるはずのエネルギーを投入しても？

I think most peoples' answers to that question would be, 'uh, it's called impossible'. But it's actually a real thing!

この質問に対するほとんどの人の答えは、「えーと、それは不可能と呼ばれている」というものだと思います。しかし、それは実際にあるのです

It's called dynamical localization—

これは動的ローカリゼーションと呼ばれています。

and physicists have now pushed this phenomenon further than we've ever seen before.

と物理学者たちは今、この現象をこれまで以上に推し進めています。

But of course, with something funky like this, we're not talking about a normal something...

でも、もちろんこういうファンキーなものだと、普通の何かというと

we're talking about a quantum something.

量子的な何かの話をしているんだ

Just so we're all on the same page, there are two different types of physics: classical and quantum.

ただ、物理学には古典と量子の2種類があります。

These categories have two very different answers to the following question:

これらのカテゴリーは、次の質問に対して、大きく異なる2つの答えを持っています。

if the state of a dynamic system is known initially and then something is done to it,

動的システムの状態が最初に知られていて、その後に何かが行われている場合。

how will the state of the system change over time in response to that action?

その行動に対して、システムの状態は時間の経過とともにどのように変化するのでしょうか？

In classical mechanics, the answer is what we call deterministic.

古典力学では、答えは決定論的と呼ばれるものです。

This means that if hypothetically, we knew all the variables involved in a given system,

これは、仮説的に、与えられたシステムに関与するすべての変数を知っていた場合、ということを意味しています。

and we know all the variables involved in the action taken on that system,

そして、そのシステムで取られたアクションに関与するすべての変数を知っています。

then we know for sure what the result of the action on the system will be.

システム上でのアクションの結果が何になるのかを確実に知ることができます。

But of course, in reality, we never know any of these variables exactly,

しかし、もちろん現実には、これらの変数のどれかを正確に知ることはできません。

so even the classical dynamics can get pretty funky.

だからクラシックのダイナミックスでもかなりファンキーになることがあります。

But quantum systems are on a whole 'nother level of unpredictable.

しかし、量子システムは予測不可能な別のレベルにある。

It's really hard to understand what's going on

何が起こっているのか本当にわかりづらい

because what's at play in the system may not exist in any certain classical phase...

システムの中で動いているものは、ある特定の古典的な段階では存在しないかもしれないからです...

at least, until we try to measure it with our classical tools and from our classical perspective.

少なくとも、古典的な道具を使って、古典的な視点から測定しようとするまでは。

That's because quantum-mechanically,

量子力学的にはそうだからな。

the multitude of possible states is unimaginably richer than what we experience in our classical world.

可能性のある多数の状態は、私たちが古典的な世界で経験しているものよりも想像を絶するほど豊かです。

And those states are also fragile

そして、それらの州はまた、脆弱である。

and appear to us under measurements as multiple classically-thinkable states at the same time.

は、測定の下では、同時に複数の古典的に考えられる状態として私たちに現れます。

So, as you might imagine, this means the classical and quantum worlds tend to be at odds with one another.

つまり、ご想像の通り、古典的な世界と量子的な世界は互いに対立する傾向があるということです。

But the kicker is — they are both our world.

しかし、キッカーは - 彼らは両方とも私たちの世界です。

So, finding an overarching theory that reconciles the quantum and classical worlds —

だから、量子の世界と古典の世界を調和させる包括的な理論を見つけることです。

that would be kinda a huge deal.

それはちょっとした大事件になる

Now, that's a VERY general explanation of the differences between the two,

さて、その違いについて、非常に一般的な説明です。

but it helps bring us to our story,

しかし、それは私たちの物語に私たちを連れてくるのに役立ちます。

which takes place at the intersection of these two realms.

これらの2つの領域の交差点で行われます。

See, in the classical world, a result of the second law of thermodynamics

古典的な世界では、熱力学の第二法則の結果を参照してください。

is that hot things will always cool down unless there's something to stop them.

は、熱いものは、それを止めるための何かがない限り、必ず冷めてしまうということです。

So, for example, if you put a hot object next to a cold object,

だから、例えば、冷たいものの隣に熱いものを置いた場合。

the cold object will absorb some of the energy emitted by the hot object

冷たいものは熱いものが発するエネルギーの一部を吸収する

and become warmer, while the hot object becomes cooler.

と温かくなり、熱いものは冷たくなります。

That's a basic example of a physics concept called entropy.

それはエントロピーという物理学の概念の基本的な例です。

But again, in this instance...the quantum world is special.

しかし、この場合も...量子の世界は特別なのです。

In quantum systems we can get that thing called dynamical localization

量子システムでは、動的局在化と呼ばれるものを得ることができます。

where a quantum object does NOT heat up with energy input.

ここで、量子物体はエネルギーを入力しても発熱しません。

Now, remember: the second law of thermodynamics is classical physics.

さて、覚えておいてください：熱力学の第二法則は古典物理学です。

And because dynamical localization stands in such defiance of this classical law,

そして、動的な局在化は、この古典的な法則に反抗しているからです。

physicists think that taking a closer look at dynamical localization

物理学者は、動的な局在性を詳しく見ていると考えています。

could help us better understand that boundary between the classical and quantum worlds.

古典的な世界と量子的な世界の境界を理解するのに役立つでしょう。

Where and why and how does quantum stuff...really start to behave like quantum stuff?

どこで、なぜ、どのように量子的なものが...量子的なもののように振る舞うようになるのでしょうか？

Well, new research is trying to answer just that.

まあ、新しい研究はそれに答えようとしている。

Because until now, dynamical localization has only been observed for single quantum objects

これまで動的な局在化は単一の量子物体でしか観測されていなかったからです。

that are exposed to energy that could heat them up.

それらを加熱するエネルギーにさらされている。

But a team of researchers has now, for the first time,

しかし、研究者のチームは、今、初めて、持っています。

modeled what they're calling 'many-body dynamical localization.

多体動的局所化」と呼ばれているものをモデル化しました。

In their model, individual gas particles are interacting with each other

彼らのモデルでは、個々のガス粒子は互いに相互作用しています。

and are given a little kick every now and then, which adds energy to the system.

と時々少しのキックを与えられ、システムにエネルギーを追加します。

But the system doesn't heat up past a certain point, even when you keep kicking it.

しかし、蹴り続けていても一定以上は温まらない。

Now, compare that to classical mechanics,

では、古典力学と比較してみてください。

where particles in the same situation should continue to heat up until infinity if you keep giving them a kick.

同じ状況にある粒子は、キックを与え続ければ無限大まで加熱し続けるはずです。

This exciting computational modeling work is being followed

この刺激的な計算モデル化作業には、次のようなものがあります。

by experimental work at the University of California Santa Barbara,

カリフォルニア大学サンタバーバラ校での実験により

where a team is using lasers to confine a quantum gas of lithium ions and then probe their behavior.

レーザーを使ってリチウムイオンの量子ガスを閉じ込め、その挙動を調べています。

See what they do.

何をしているか見てみましょう。

Preliminary results from this experimental set-up supports the modeling work —

この実験的なセットアップから得られた予備的な結果は、モデル化作業をサポートするものである。

despite continued kicking, or addition of energy...

蹴り続けたり、エネルギーを加えたりしたにもかかわらず

the quantum system plateaus in heat.

量子システムは熱で台地になる

Which is totally wild, I kinda can't get over it, it goes against everything I've ever learned in physics class.

物理学の授業で習ったことに反しているので、ちょっと乗り越えることができません。

Okay, but why is any of this important?

分かったわ、でもなぜそれが重要なの？

Well, again—exploring the boundary between the quantum and classical worlds

またしても量子世界と古典世界の境界を探っている

could help us understand both of them better,

両方を理解するのに役立つかもしれない

and maybe one day help us reconcile more of their discrepancies.

そして、いつかもっと多くの矛盾を和解させる手助けをしてくれるかもしれません。

But also, think about it: a system that doesn't continue to heat up, despite continued addition of energy?

しかし、また、それを考えてみてください：エネルギーを追加し続けているにもかかわらず、加熱し続けないシステム？

That sounds like it could be pretty useful when we're designing, say...quantum computers.

量子コンピュータの設計に使えそうだな

Which are notorious for being SUPER delicate when it comes to heat.

それが熱になるとSUPER繊細であるために悪名高いです。

So, that's just one real-world example of us applying stuff that sounds kinda like magic

これは魔法のように聞こえるものを 応用した実例です

to our very tangible problems, both present and future.

私たちの現在と未来の非常に目に見える問題に

If you want even more wacky wonderful weirdness about quantum tech and heat,

量子技術と熱についてのもっと奇妙で素晴らしい奇妙なことをしたいのであれば

then check out this video here,

では、こちらの動画をご覧ください。

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If you have another quantum question you want us to cover, leave it for us down in the comments below.

他にも量子的な質問があれば、コメント欄に残してください。

And as always, thanks for watching. I'll see ya next time.

いつも見てくれてありがとうまた次回